(57)【要約】【課題】  同一レベルの検出信号に対して各分割信号処理基板から出力される電気信号の出力レベルに差が生じることを抑制することができる光または放射線用検出器を提供する。【解決手段】  Ｘ線を検出する検出基板１の１辺側に、分割信号処理基板５ａ、５ｂが分離して並べられ、検出基板１から得られる電荷情報を処理して電気信号を出力する。これら分割信号処理基板５ａ、５ｂの端部には、それぞれコネクタ７ａ、８ａ、９ａ、コネクタ７ｂ、８ｂ、９ｂとが設けられ、これらの間を電気配線１０、１１、１２で接続している。これにより、各分割信号処理基板５ａ、５ｂ間で、電位差を調整することができる。これにより、同一レベルの検出信号に対して各分割信号処理基板５ａ、５ｂが出力する電気信号の出力レベルに差が生じることを抑制することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光または放射線に応じた電気信号を出力する光または放射線用検出器において、光または放射線を検出し、電気的情報に変換する検出基板と、前記検出基板から出力された検出信号を処理して電気信号を出力する複数個の分割信号処理基板とを備え、前記検出基板の少なくとも１辺に沿って複数個の分割信号処理基板が並べられ、かつ、同じ辺に沿って並ぶ各分割信号処理基板を電気的に接続していることを特徴とする光または放射線用検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の光または放射線用検出器において、前記分割信号処理基板はそれぞれ、検出信号を増幅する増幅器と、前記増幅器に給電する電源系とを有し、同じ辺に沿って並ぶ各分割信号処理基板が有する電源系を、相互に電気的に接続していることを特徴とする光または放射線用検出器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光または放射線用検出器において、前記分割信号処理基板はそれぞれ、前記検出基板の基準電位と電気的に接続されている共通電位を有し、同じ辺に沿って並ぶ各分割信号処理基板に含まれる前記共通電位を、相互に電気的に接続していることを特徴とする光または放射線用検出器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光または放射線用検出器において、各分割信号処理基板は、その端部に接続部材を設け、隣接する分割信号処理基板の接続部材間が電気配線で接続されていることを特徴とする光または放射線用検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、医療分野、工業分野等に用いられて放射線を検出する二次元放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光または放射線用検出器として近年、フラットパネル型検出器（または、「二次元センサー」ともいい、以下では適宜「ＦＰＤ」と記載する）が用いられる。図５に示すように、ＦＰＤは、大きく光または放射線を検出する検出基板５１と、この検出基板５１の１辺側に沿って設けられる信号処理基板５３と、他の１辺側に設けられる駆動基板５５とに分けられる。検出基板５１は、行列状に配置される検出素子を有しており、各検出素子は光感応型または放射線感応型のセンサとスイッチング素子等で構成される。駆動基板５５は、各検出素子のスイッチング素子を駆動して、センサが検出した検出信号を読み出す。信号処理基板５３は読み出された検出信号を増幅する等の信号処理を行い、電気信号として出力する。出力された電気信号は、画像データ生成に用いられる。
【０００３】
大型化する検出基板５１との接続不良を抑制するために、信号処理基板５３を分割信号処理基板５３ａ、５３ｂに分割することが行われる。これにより、検出面の大型化に伴う組立工程管理上の問題を回避することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４１６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
２つの分割信号処理基板５３ａ、５３ｂにより検出信号を処理すると、同一レベルの検出信号に対して各分割信号処理基板５３ａ、５３ｂから出力される電気信号のレベルが相互に異なる場合がある。すなわち、検出領域の一部に非常に強い光または放射線が入射すると、当該領域に関わる分割信号処理基板が影響を受け、その他の検出領域に同一の強さの光または放射線が入射しても、それらの検出信号を読み出す分割信号処理基板が異なれば、出力される電気信号の値が異なってしまう場合がある。そして、このような電気信号に基づいて生成される画像は、各分割信号処理基板５３ａ、５３ｂに対応した画素領域間で意図しない輝度（濃淡）差が生じる。たとえば、画像の右半分が左半分に比べて明るくなったり、暗くなったりする。また、各画素領域の境界には輝度差による線が視認される。
【０００６】
特に、各分割信号処理基板５３ａ、５３ｂに対応する検出基板５１上の検出領域間で、入射する光または放射線の総量に差が大きいほど、各分割信号処理基板５３ａ、５３ｂから出力される電気信号の出力レベルの差が大きくなり、得られる画像もその影響を大きく受ける傾向がある。
【０００７】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、同一レベルの検出信号に対して各分割信号処理基板間から出力される電気信号の出力レベルに差が生じることを抑制することができる光または放射線用検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、入射する光または放射線に応じた電気信号を出力する光または放射線用検出器において、光または放射線を検出し、電気的情報に変換する検出基板と、前記検出基板から出力された検出信号を処理して電気信号を出力する複数個の分割信号処理基板とを備え、前記検出基板の少なくとも１辺に沿って複数個の分割信号処理基板が並べられ、かつ、同じ辺に沿って並ぶ各分割信号処理基板を電気的に接続していることを特徴とするものである。
【０００９】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、同じ辺に沿って並ぶ各分割信号処理基板を相互に電気的に接続することで、分割信号処理基板間で電位差を調整することができる。これにより、同一レベルの検出信号に対して各分割信号処理基板が出力する電気信号の出力レベルに差が生じることを抑制することができる。
【００１０】
なお、放射線とは、Ｘ線、γ線のような電磁波である。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光または放射線用検出器において、前記分割信号処理基板はそれぞれ、検出信号を増幅する増幅器と、前記増幅器に給電する電源系とを有し、同じ辺に沿って並ぶ各分割信号処理基板が有する電源系を、相互に電気的に接続していることを特徴とするものである。
【００１２】
［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、同じ辺に沿って並ぶ各分割信号処理基板に設けられる増幅器の電源系の電位を調整する。これにより、分割信号処理基板間で増幅器の出力値にばらつきが生じることを防止する。この結果、各分割信号処理基板が出力する電気信号の出力レベルに差が生じることを効果的に抑制することができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光または放射線用検出器において、前記分割信号処理基板はそれぞれ、前記検出基板の基準電位と電気的に接続されている共通電位を有し、同じ辺に沿って並ぶ各分割信号処理基板に含まれる前記共通電位を、相互に電気的に接続していることを特徴とするものである。
【００１４】
［作用・効果］請求項３に記載の発明によれば、同じ辺に並ぶ各割信号処理基板に含まれる各共通電位を相互に調整し、各分割信号処理基板間で当該電位を等しくすることができる。これにより、各分割信号処理基板が出力する電気信号の出力レベルに差が生じることを効果的に抑制することができる。なお、共通電位は、増幅器の電源系とは異なるものである。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光または放射線用検出器において、各分割信号処理基板は、その端部に接続部材を設け、隣接する分割信号処理基板の接続部材間が電気配線で接続されていることを特徴とするものである。
【００１６】
［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、接続部材および電気配線によって、分割信号処理基板間を好適に電気的に接続することができる。また、接続部材を分割信号処理基板の端部に設けることで、電気配線の長さを最短にすることができる。これにより、電気配線固有の抵抗成分を極力低減でき、分割信号処理基板間で電位差をより厳密に調整することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係る光または放射線用検出器によれば、同じ辺に沿って並ぶ各分割信号処理基板を相互に電気的に接続することで、分割信号処理基板間で電位差を調整することができる。これにより、各分割信号処理基板が出力する電気信号の出力レベルに差が生じることを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線検出器の概略構成を示す平面図であり、図２は検出基板の垂直断面図であり、図３はＸ線検出器の詳細構成を示す平面図である。
【００１９】
本実施例のＸ線検出器は、フラットパネル型検出器であり、入射するＸ線を検出する検出基板１と、駆動基板３と、２個の分割信号処理基板５ａ、５ｂとを有する。駆動基板３は、この検出基板１の１辺側に設けられ、検出基板１を駆動する。また、２個の分割信号処理基板５ａ、５ｂは、その他の１辺に沿って並べられ、検出基板１から得られた電荷情報を処理する。この各分割信号処理基板５ａ、５ｂが並ぶ１辺は、駆動基板３に対向しない辺である。なお、電荷情報は、この発明における検出信号に相当する。
【００２０】
検出基板１と駆動基板３との間はフレキシブルケーブル４で電気的に接続されている。また、検出基板１と２個の分割信号処理基板５ａ、５ｂとの間もそれぞれフレキシブルケーブル６ａ、６ｂで電気的に接続されている。
【００２１】
分割信号処理基板５ａが分割信号処理基板５ｂと隣接する端部にはコネクタ７ａ、８ａ、９ａが設けられている。また、これらコネクタ７ａ、８ａ、９ａに隣り合う分割信号処理基板５ｂの端部にも、コネクタ７ｂ、８ｂ、９ｂが設けられている。コネクタ７ａ、７ｂには電気配線１０の両端が接続され、コネクタ８ａ、８ｂには電気配線１１の両端が接続されている。同様に、コネクタ９ａ、９ｂには電気配線１２の両端が接続されている。なお、コネクタ７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂは、この発明における接続部材に相当する。
【００２２】
検出基板１は、図２に示すように、Ｘ線感応型の半導体膜１４とキャリア収集電極１５とアクティブマトリクス基板１６とを有し、Ｘ線の入射側からこれらが順に積層されている。
【００２３】
半導体膜１４としては、Ｘ線を直接、電荷情報に変換するアモルファスセレン（a-Se）等が例示される。キャリア収集電極１５は、平面視２次元マトリクス状に分離形成されている。また、アクティブマトリクス基板１６としては、電気的絶縁性を有するガラス上に回路を蒸着したものなどが例示される。
【００２４】
このアクティブマトリクス基板１６には、キャリア収集電極１５ごとに電荷情報を蓄積するコンデンサＣａと、これらキャリア収集電極１５及びコンデンサＣａをソースＳに接続し、電荷情報を取り出すスイッチング素子である薄膜トランジスタ（Thin Film Transistors）Ｔｒとが分離形成されている。これら１組のキャリア収集電極１５とコンデンサＣａと薄膜トランジスタＴｒとは、１個の検出素子ｄを構成する。よって、平面視すると、図３に示すように、行列状に検出素子ｄが配列されている。また、以下の説明では、検出素子ｄの水平方向の並びを行と、垂直方向の並びを列と呼ぶ。
【００２５】
さらに、各検出素子ｄは、それぞれ検出基板１の基準電位Ｇｋに接地されている。
【００２６】
アクティブマトリクス基板１６上には、さらに、行ごとにゲートバスライン１７が敷設されるとともに、列ごとにデータバスライン１９が敷設されている。各ゲートバスライン１７は、各行の薄膜トランジスタＴｒのゲートに共通接続されている。また、各データバスライン１９は、各列の薄膜トランジスタＴｒのドレインに共通接続されている。
【００２７】
各ゲートバスライン１７の一端は、フレキシブルケーブル４を介して駆動基板３に接続されている。また、各データバスライン１９は、２個のフレキシブルケーブル６ａ、６ｂに分けて検出基板１から引き出されている。各フレキシブルケーブル６ａ、６ｂの他端には、それぞれ分割信号処理基板５ａ、５ｂが接続されている。
【００２８】
駆動基板３は、選択的に各ゲートバスライン１７にゲートパルスを出力する。
【００２９】
分割信号処理基板５ａ、５ｂは同様の構成であるので、以下では分割信号処理基板５ａのみについて説明し、分割信号処理基板５ｂについては説明を省略する。分割信号処理基板５ａは、フレキシブルケーブル６ａを介して各データバスライン１９に接続される複数個の増幅器２１ａと、各増幅器２１ａに接続されるＡ／Ｄ変換器２５ａとを備える。
【００３０】
各増幅器２１ａには、増幅器用電源配線（以下、単に「電源ライン」という）２７ａと、増幅器用グラウンド配線（以下、単に「グラウンドライン」という）２９ａとが並列に接続されている。電源ライン２７ａ、およびグラウンドライン２９ａの一端側は、それぞれコネクタ７ａ、８ａに接続されている。電源ライン２７ａ、２７ｂ、およびグラウンドライン２９ａ、２９ｂは、この発明における増幅器の電源系に相当する。
【００３１】
各増幅器２１ａは、入力される電荷情報を電圧信号に変換して増幅する。Ａ／Ｄ変換器２５ａは、各増幅器２１ａの出力値をデジタル値に変換する。変換された複数のデジタル値は図示省略のマルチプレクサによって１つにまとめられ、分割信号処理基板５ａ、５ｂから外部に電気信号を出力する。
【００３２】
なお、図３において、Ｄ１は、分割信号処理基板５ａが信号処理を行う電荷情報を出力する検出素子ｄ群を指している。同様に、Ｄ２は、分割信号処理基板５ｂが信号処理を行う電荷情報を出力する検出素子ｄ群をさしている。また、図１における検出領域Ａ１、Ａ２は、検出素子群Ｄ１、Ｄ２が配置される領域にそれぞれ対応しているものとする。
【００３３】
検出素子群Ｄ１に対応した検出基板１の基準電位Ｇｋは、複数本の配線によって引き出され、分割信号処理基板５ａに含まれる共通電位３１ａと電気的に接続されている。この共通電位３１ａについても、その一端側は、コネクタ９ａに接続されている。
【００３４】
なお、共通電位３１ａは、増幅器の電源系を構成する電源ライン２７ａ、またはグラウンドライン２９ａとはまったく異なるものである。
【００３５】
次に、この実施例の動作を説明する。
検出基板１にＸ線が入射すると、半導体膜１４において電荷が発生する。この電荷は各キャリア収集電極１５を介してコンデンサＣａに電荷情報として蓄積される。
【００３６】
駆動基板３は、フレキシブルケーブル４を介して、各ゲートバスライン１７にゲートパルスを出力する。ゲートバスライン１７は、接続されている各薄膜トランジスタＴｒにゲートパルスを通じる。ゲートパルスがゲートに与えられた各薄膜トランジスタＴｒは、オン状態に移行する。これにより、オン状態に移行した各薄膜トランジスタＴｒを経由して、コンデンサＣａに蓄積された電荷情報がデータバスライン１９に読み出される。各データバスライン１９、および、これらに接続されるフレキシブルケーブル６ａ、６ｂは、読み出された電荷情報を分割信号処理基板５ａ、５ｂに伝播する。
【００３７】
なお、検出素子群Ｄ１、Ｄ２に対応する検出基板１の基準電位Ｇｋは、各分割信号処理基板５ａ、５ｂに含まれる共通電位３１ａ、３１ｂ、および電気配線１２を介して、電気的に接続されている。よって、検出基板１の基準電位Ｇｋは、検出素子群Ｄ１、Ｄ２間で調整されている。
【００３８】
分割信号処理基板５ａ、５ｂの各増幅器２１ａ、２１ｂは、電源ライン２７ａ、２７ｂ、および、グラウンドライン２９ａ、２９ｂによって給電を受けている。また、電気配線９によって、電源ライン２７ａ、２７ｂは相互に電気的に接続されており、電気配線１０によって、グラウンドライン２９ａ、２９ｂは相互に電気的に接続されている。よって、増幅器２１ａ、２１ｂの供給電源の電位ＶDCは、等しくなるように調整されている。
【００３９】
分割信号処理基板５ａ、５ｂの各増幅器２１ａ、２１ｂは、伝播された電荷情報を電圧信号に変換し、増幅する。増幅器２１ａ、２１ｂから出力される出力値は、Ａ／Ｄ変換器２５ａ、２５ｂ、および図示省略のマルチプレクサ等を通じ、電気信号として分割信号処理基板５ａ、５ｂから外部に出力される。
【００４０】
このように、実施例１に係るＸ線検出器は、電源ライン２７ａ、２７ｂとグラウンドライン２９ａ、２９ｂとがそれぞれ電気的に接続されて、増幅器２１ａ、２１ｂの供給電源の電位ＶDCは調整されているので、増幅器２１ａ、２１ｂの出力値がばらつくことがない。この結果、各分割信号処理基板５ａ、５ｂから出力される電気信号の出力レベルに差が生じない。よって、電気信号に基づいて生成される画像についても、輝度差が生じることはない。
【００４１】
特に、検出基板１上の検出領域Ａ１、Ａ２間で、入射するＸ線の線量が大きく異なる場合であっても、その影響を受けることなく、各分割信号処理基板５ａ、５ｂの出力レベルに差が生じることを効果的に防止することができる。
【００４２】
また、共通電位３１ａ、３１ｂと配線１２とを備えることで、検出素子群Ｄ１、Ｄ２に対応する検出基板１の基準電位Ｇｋも調整することができる。
【００４３】
また、各分割信号処理基板５ａ、５ｂは、それぞれコネクタ７ａ、８ａ、９ａ、コネクタ７ｂ、８ｂ、９ｂを設けることで、分割信号処理基板５ａ、５ｂ間を好適に電気的に接続することができる。
【００４４】
また、コネクタ７ａ〜９ａ、コネクタ７ｂ〜９ｂを、分割信号処理基板５ａ、５ｂが隣接する端部に設けることで、電気配線１０、１１、１２の長さを極力短くすることができる。これにより、電気配線固有の抵抗成分を極力低減でき、増幅器２１ａ、２１ｂの供給電源の電位ＶDCを、より厳密に調整することができる。
【００４５】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００４６】
（１）更に電気的に安定させるため、Ａ／Ｄ変換器２５ａ、２５ｂ等の電源系を、分割信号処理基板５ａ、５ｂ間で電気的に接続しても問題ない。なお、上記のような変形実施に伴い、コネクタの個数は適宜に変更される。
【００４７】
（２）上述した実施例では、２個の分割信号処理基板５ａ、５ｂを設けていたが、図４に示すように、３個以上の分割信号処理基板３３に分割してもよい。
【００４８】
（３）上述した実施例では、各分割信号処理基板５ａ、５ｂは、検出基板１の１辺側に設けられていたが、これに限られるものではない。たとえば、図４に示すように、検出基板１の２辺のそれぞれに沿って、複数の分割信号処理基板３３を並べてもよい。
【００４９】
（４）上述した実施例では、コネクタ７ａ、８ａ等は、分割信号処理基板５ａ、５ｂが互いに隣接する片側のみに設けられらていたが、これに限られるものではない。たとえば、図４に示すように、分割信号処理基板３３の両側にコネクタ３５を設けるように構成してもよい。これにより、分割信号処理基板３３の共通化を図ることができる。
【００５０】
（５）上述した実施例では、電気配線１０、１１、１２を接続するために、コネクタ７ａ、８ａ、９ａ等を設けていたが、これに限られるものではない。例えば、はんだ等、分割信号処理基板５ａ、５ｂに電気配線を接続することができれば、コネクタ７ａ、８ａ、９ａを省いてもよい。
【００５１】
（６）上述した実施例の分割信号処理基板５ａ、５ｂの構成は、信号処理の内容に応じて適宜に設計変更することができる。たとえば、各増幅器２１ａ、２１ｂの出力信号を時分割多重化するように、増幅器２１ａ、２１ｂとＡ／Ｄ変換器２５ａ、２５ｂとの各間にマルチプレクサを設けてもよい。
【００５２】
（７）上述した実施例の検出素子ｄは、入射したＸ線を半導体膜１４によって電荷情報に直接的に変換するものであったが、これに限られない。たとえば、入射したＸ線をシンチレータによって光に変換し、光感応型の物質で形成された半導体層によってその光を電荷情報に変換する間接型の検出素子であってもよい。
【００５３】
（８）また、上述した実施例においては、Ｘ線の入射を検出するＸ線検出器であったが、入射するものはＸ線に限定されない。Ｘ線以外の放射線、または、光を入射させる場合にも適用できる。
【００５４】
（９）上述した実施例では、Ｘ線検出器の用途を特定していないが、たとえば、医用分野に用いられるＸ線撮影装置に適用してもよい。また、Ｘ線以外の放射線を用いる装置にも適用することができ、また、非破壊検査、ＲＩ（Radio  Isotope）検査、および光学検査などの工業分野などに用いられる放射線撮影装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例に係るＸ線検出器の概略構成を示す平面図である。
【図２】検出基板の垂直断面図である。
【図３】Ｘ線検出器の詳細構成を示す平面図である。
【図４】変形実施例に係るＸ線検出器の概略構成を示す平面図である。
【図５】従来のＸ線検出器の概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  …検出基板
５ａ、５ｂ、３３  …分割信号処理基板
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ、３５  …コネクタ
１０、１１、１２  …電気配線
２１ａ、２１ｂ  …増幅器
２７ａ、２７ｂ  …増幅器用電源配線（電源ライン）
２９ａ、２９ｂ  …増幅器用グラウンド配線（グラウンドライン）
３１ａ、３１ｂ  …共通電位
ｄ  …検出素子
ＶDC  …増幅器の供給電源の電位
Ｇｋ  …検出基板の基準電位
【図１】
2006311441.tif 000003
【図２】
2006311441.tif 000004
【図３】
2006311441.tif 000005
【図４】
2006311441.tif 000006
【図５】
2006311441.tif 000007